專利名稱：基于dgs方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微帶器件，涉及微帶雙模帶通濾波器，可用于無線通信系統(tǒng)射頻前端。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信和雷達(dá)、遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線頻譜日益擁擠，對(duì)通信系統(tǒng)中的射頻微波濾波器提出了十分苛刻的要求。微帶濾波器具有尺寸小、重量輕、成本低、易加工的優(yōu)點(diǎn)，在微波電路中得以廣泛應(yīng)用。微帶濾波器的種類和實(shí)現(xiàn)形式多種多樣， 小型化高性能微帶濾波器的研究一直是個(gè)熱門領(lǐng)域。傳統(tǒng)的濾波器形式如巴特沃茲和切比雪夫?yàn)V波器只有通過增加濾波器級(jí)數(shù)才能滿足高選擇性要求，加工出來的濾波器體積和重量相對(duì)較大，不適合現(xiàn)代通訊的需求。橢圓函數(shù)或交叉耦合濾波器雖然具有很好的選擇性， 但是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，體積也較大。雙模諧振器因?yàn)槌叽缧　⒅亓枯p、成本低等優(yōu)良特性，越來越多地應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)高性能濾波器設(shè)計(jì)中。雙模濾波器是微波濾波器產(chǎn)業(yè)中一項(xiàng)新興的技術(shù)，它的優(yōu)勢(shì)在于每個(gè)雙模諧振器都可以作為一個(gè)雙調(diào)諧的諧振電路，所以對(duì)于同一個(gè)性能指標(biāo)的濾波器來說，所需要的諧振器的數(shù)目就減半，這樣就可以使濾波器的結(jié)構(gòu)更緊湊，尺寸更小巧。 而且通過在諧振腔內(nèi)引入兩種模式的耦合，可以在阻帶產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，由此滿足小尺寸和高選擇性的需求?；谝陨咸匦缘碾p模濾波器綜合理論和設(shè)計(jì)技術(shù)近年來在國(guó)內(nèi)外得到廣泛研究。2004 年，Adnan Gorur 在 IEEE Microwave and Wireless Component Letters 期刊(vol. 14，no. 3, pp. 118-120，2004)上發(fā)表了 “Idealization of a Dual-Mode Bandpass Filter Exhibiting Either a Chebyshev or an Elliptic Characteristic by Changing Perturbation' s Size”，提出一種在傳統(tǒng)微帶環(huán)諧振器的四角加載方形貼片或切角的新型雙模濾波器，改變微擾單元尺寸增加或減少傳輸零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)切比雪夫或橢圓函數(shù)濾波器響應(yīng)。但是該技術(shù)僅適用于對(duì)稱頻率響應(yīng)的情形，而且這種采用微帶饋線縫隙耦合的微帶方環(huán)諧振器不容易實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的外部耦合，從而帶寬受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種基于缺陷地面結(jié)構(gòu) DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，以靈活控制帶外傳輸零點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱或不對(duì)稱的高抑制帶通頻率響應(yīng)，增強(qiáng)外部耦合，擴(kuò)展帶寬。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下三種技術(shù)方案技術(shù)方案1 一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，包括一對(duì)輸入輸出“T”形饋線， 微帶介質(zhì)基板和方環(huán)雙模諧振器，其特征在于，在微帶介質(zhì)基板下方的金屬接地板上刻蝕有方環(huán)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)方形階梯阻抗枝節(jié)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)方形貼片，形成方形貼片加載的DGS方環(huán)雙模諧振器；一對(duì)輸入輸出“T”形饋線相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板上方，平行伸入到所述DGS方環(huán)雙模諧振器的內(nèi)部進(jìn)行饋電。所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，方環(huán)的周長(zhǎng)^L1=Ag =c/C/； Xa/^)，其中，λ g為介質(zhì)波導(dǎo)波長(zhǎng)，c為真空中的光速，^為該縫隙微帶線的有效介電常數(shù)，&為方環(huán)諧振頻率，L1為方環(huán)的邊長(zhǎng)；方環(huán)的寬度W1滿足0. 2讓-1^/10。所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，方形階梯阻抗枝節(jié)由寬度為W2、長(zhǎng)度為 L2的條形枝節(jié)和寬度為W5、長(zhǎng)度為L(zhǎng)5的方形貼片級(jí)聯(lián)組成，總長(zhǎng)度L2+L5滿足0 < (L2+L5)
<(L1Z^i1I5)；寬度滿足 0 < w2 < w5 < ^/3 ο所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，四個(gè)方形貼片大小不同，且距離輸入輸出“T”形饋線最遠(yuǎn)處的方形貼片是邊長(zhǎng)為P的微擾貼片，其余三個(gè)是邊長(zhǎng)為r的參考貼片， 滿足 0 < r < (L1A-W1-W5)，0 < ρ < (L1A-W1-W5)，ρ 乒 r。所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，一對(duì)輸入輸出“Τ”形饋線由兩條垂直的微帶線構(gòu)成，一條是端口連接饋線，寬度為《5(1￡2_6 1;另一條是與方環(huán)平行的耦合饋線，長(zhǎng)度 L3滿足6Wl < L3 < L1,寬度W3滿足0 < W3 < 5Wl，其中w50Q為50歐姆微帶線寬度，W1為方環(huán)的寬度。技術(shù)方案2:一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，包括一對(duì)輸入輸出“T”形饋線， 微帶介質(zhì)基板和方環(huán)雙模諧振器，其特征在于，在微帶介質(zhì)基板下方的金屬接地板上刻蝕有方環(huán)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)三角形階梯阻抗枝節(jié)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)三角形貼片，形成三角形貼片加載的DGS方環(huán)雙模諧振器；一對(duì)輸入輸出“T”形饋線相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板上方，平行伸入到所述DGS方環(huán)雙模諧振器的內(nèi)部進(jìn)行饋電。所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，三角形階梯阻抗枝節(jié)由一個(gè)寬度為w2、 長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的條形枝節(jié)和底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)6、高度為h6的三角形貼片級(jí)聯(lián)而成，總長(zhǎng)度LJh6滿足 0 < (L2+h6) < (L1A-W1-L6)，寬度滿足0 < w2 < L6 < IV2，其中L1為方環(huán)的邊長(zhǎng)，W1為方環(huán)的寬度；四個(gè)三角形貼片大小不同，且距離輸入輸出“T”形饋線最遠(yuǎn)處的方形貼片是邊長(zhǎng)為P的微擾貼片，其余三個(gè)是邊長(zhǎng)為r的參考貼片，滿足0 < r < (L1^-W1-L6)jO < ρ
<(L1Z^-W1-L6)，p#r。技術(shù)方案3:一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，包括一對(duì)輸入輸出“Τ”形饋線， 微帶介質(zhì)基板和方環(huán)雙模諧振器，其特征在于，在微帶介質(zhì)基板下方的金屬接地板上刻蝕有方環(huán)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)扇形階梯阻抗枝節(jié)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)扇形貼片，形成扇形貼片加載的DGS方環(huán)雙模諧振器；一對(duì)輸入輸出“Τ”形饋線相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板上方，平行伸入到所述DGS方環(huán)雙模諧振器的內(nèi)部進(jìn)行饋電。所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，扇形階梯阻抗枝節(jié)由一個(gè)寬度為 W2、長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的條形枝節(jié)和一個(gè)直徑為Cl1的扇形貼片級(jí)聯(lián)而成，總長(zhǎng)度Lfdi/2滿足0
<(…力)< (L1A-W1-Cl1),寬度滿足0 < w2 < Cl1 < L/2，其中L1為方環(huán)的邊長(zhǎng)，W1為方環(huán)的寬度；四個(gè)扇形貼片大小不同，且距離輸入輸出“Τ”形饋線最遠(yuǎn)處的方形貼片是邊長(zhǎng)為P的微擾貼片，其余三個(gè)是邊長(zhǎng)為r的參考貼片，滿足0 < r < (L1^-W1-Cl1)jO < ρ
<(L1^-W1-Cl1)jP ^r0本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明由于在微帶金屬接地板上刻蝕方環(huán)，在方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)階梯阻抗枝節(jié)，可降低諧振頻率，減小濾波器尺寸，并使諧波得到抑制，增加阻帶帶寬。2.本發(fā)明由于在方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)貼片，包括三個(gè)參考貼片和一個(gè)大小不同的微擾貼片，實(shí)現(xiàn)兩種簡(jiǎn)并模式的分裂和耦合，并可通過調(diào)整微擾貼片和參考貼片的尺寸大小，控制濾波器帶外傳輸零點(diǎn)的個(gè)數(shù)。3.本發(fā)明由于將輸入輸出“T”形饋線平行伸入到DGS方環(huán)諧振器內(nèi)部上方，調(diào)節(jié)饋線的長(zhǎng)度、寬度以及與方環(huán)的相對(duì)距離，可以獲得較強(qiáng)的外部耦合，擴(kuò)展帶寬。4.本發(fā)明通過調(diào)整兩條輸入輸出“T”形饋線的相對(duì)位置，可以控制源和負(fù)載的耦合強(qiáng)度，即在相互靠近時(shí)，傳輸零點(diǎn)移到通帶右側(cè)，實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱的單邊高抑制濾波器頻率響應(yīng)，在相互遠(yuǎn)離時(shí)，傳輸零點(diǎn)位于通帶兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱的雙邊抑制濾波器頻率響應(yīng)。


圖1為本發(fā)明技術(shù)方案1的三維結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明技術(shù)方案2的三維結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明技術(shù)方案3的三維結(jié)構(gòu)示意圖4為圖1的俯視圖5為圖2的俯視圖6為圖3的俯視圖7為本發(fā)明實(shí)施例1的頻率響應(yīng)曲線圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的頻率響應(yīng)曲線圖9為本發(fā)明實(shí)施例3的頻率響應(yīng)曲線圖10為本發(fā)明實(shí)施例4的頻率響應(yīng)曲線圖11為本發(fā)明實(shí)施例5的頻率響應(yīng)曲線圖12為本發(fā)明實(shí)施例6的頻率響應(yīng)曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明實(shí)施例1參照?qǐng)D1和圖4，本發(fā)明主要由一對(duì)輸入輸出“T”形饋線11、微帶介質(zhì)基板12和 DGS方環(huán)諧振器18組成。其中微帶介質(zhì)基板12，采用介電常數(shù)為9. 6，板厚為0. 8mm的雙面覆銅介質(zhì)基板。DGS方環(huán)諧振器18，刻蝕在微帶介質(zhì)基板12下方的金屬接地板13上，由方環(huán)14、 四個(gè)方形階梯阻抗枝節(jié)15和四個(gè)方形貼片16組成。方環(huán)M的邊長(zhǎng)L1 = IOmm,等于四分之一的波導(dǎo)波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率/。=c/(4ZlXv^)=4.2GHZ，ε e為該縫隙微帶線的有效介電常數(shù)，方環(huán)M的寬度W2 = 0. 5mm ；四個(gè)方形階梯阻抗枝節(jié)15刻蝕在方環(huán)14的四條邊中部，由長(zhǎng)度L2 = 2mm、寬度W4 = 0. 2mm的條形枝節(jié)和長(zhǎng)度L5 = 1mm、寬度w5 = Imm的方形貼片級(jí)聯(lián)而成，用于降低諧振頻率和抑制諧波；四個(gè)方形貼片16刻蝕在方環(huán)14的四個(gè)角內(nèi)， 且距離輸入輸出“T”形饋線11最遠(yuǎn)處的方形貼片作為微擾貼片17，該微擾貼片的邊長(zhǎng)ρ = 0.95mm，其余三個(gè)方形貼片作為參考貼片，該參考貼片的邊長(zhǎng)r = 1mm。通過兩種貼片的不同尺寸，實(shí)現(xiàn)兩種簡(jiǎn)并模式的分裂和耦合，并產(chǎn)生一對(duì)傳輸零點(diǎn)。一對(duì)輸入輸出“T”形饋線11，位于微帶介質(zhì)基板12上方，由相互垂直的端口連接饋線111和耦合饋線112級(jí)聯(lián)而成。端口連接饋線111用于端口匹配和焊接，其寬度W = 2. 7mm ；耦合饋線112與方環(huán)14平行，其長(zhǎng)度L3 = 7mm,寬度W3 = 2. 2mm,該耦合饋線伸入方環(huán)14內(nèi)部，耦合饋線內(nèi)側(cè)與方環(huán)外側(cè)的相對(duì)距離d = 1. 4mm，從而實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的外部耦合。本發(fā)明由于兩條輸入輸出“T”形饋線11之間距離較近，具有較強(qiáng)的源和負(fù)載耦合，左邊傳輸零點(diǎn)移到通帶右側(cè)，實(shí)現(xiàn)了非對(duì)稱的濾波器頻率響應(yīng)，如圖7所示，圖7中I S21 為濾波器的傳輸特性曲線，S11為濾波器1端口的反射特性曲線。由圖7可知，該濾波器具有非對(duì)稱的帶通頻率響應(yīng)，中心頻率為3. 34GHz，相對(duì)帶寬為5. 7%，通帶左側(cè)無傳輸零點(diǎn)， 在通帶右側(cè)3. 71GHz和3. 96GHz處出現(xiàn)兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而在阻帶高端具有較高的帶外抑制特性。實(shí)施例2參照?qǐng)D1和圖4，本實(shí)施例除以下特征外其他特征同實(shí)施例1 微擾貼片17邊長(zhǎng)ρ =0. 1mm，參考貼片邊長(zhǎng)r = 1.7mm，端口連接饋線111寬度w = 0. 8mm，耦合饋線112長(zhǎng)度 L3 = 7mm,寬度w3 = 1mm，耦合饋線內(nèi)側(cè)與方環(huán)外側(cè)的相對(duì)距離d = 0. 5mm。本發(fā)明由于兩條輸入輸出“Τ”形饋線11之間距離較遠(yuǎn)，源和負(fù)載耦合很弱，在通帶兩側(cè)各存在一個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱的濾波器頻率響應(yīng)，如圖8所示，圖8中|S21|為濾波器的傳輸特性曲線，IS11I為濾波器1端口的反射特性曲線。由圖8可知，該濾波器具有對(duì)稱的帶通頻率響應(yīng)，中心頻率為3. 8GHz，相對(duì)帶寬為5. 5%，通帶左側(cè)3. 36GHz和通帶右側(cè)4. 56GHz位置處各出現(xiàn)一個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而在阻帶兩側(cè)具有平衡的帶外抑制特性。實(shí)施例3參照?qǐng)D2和圖5，本發(fā)明主要由一對(duì)輸入輸出“T”形饋線21、微帶介質(zhì)基板22和 DGS方環(huán)諧振器觀組成。其中微帶介質(zhì)基板22，采用介電常數(shù)為9. 6，板厚為0. 8mm的雙面覆銅介質(zhì)基板。DGS方環(huán)諧振器觀，刻蝕在微帶介質(zhì)基板22下方的金屬接地板23上，由方環(huán)24、 四個(gè)三角形階梯阻抗枝節(jié)25和四個(gè)三角形貼片沈組成。方環(huán)M的邊長(zhǎng)L1 = IOmm,等于四分之一的波導(dǎo)波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率A =c/(4A Xvt)=4.4GHz，ε e為該縫隙微帶線的有效介電常數(shù)，方環(huán)M的寬度W1 = Imm ；四個(gè)三角形階梯阻抗枝節(jié)25刻蝕在方環(huán)M的四條邊中部，由長(zhǎng)度L2 = 1mm、寬度W2 = 0. 2mm的條形枝節(jié)和底邊長(zhǎng)L6 = 2mm、高度h6 = 2mm的三角形貼片級(jí)聯(lián)而成，用于降低諧振頻率和抑制諧波；四個(gè)正三角形貼片沈刻蝕在方環(huán)M 的四個(gè)角內(nèi)，且距離輸入輸出“T”形饋線21最遠(yuǎn)處的三角形貼片作為微擾貼片27，邊長(zhǎng)ρ =0.5mm，其余三個(gè)三角形貼片作為參考貼片，邊長(zhǎng)r = 1.4mm。通過這兩種貼片的不同尺寸，實(shí)現(xiàn)兩種簡(jiǎn)并模式的分裂和耦合，并產(chǎn)生一對(duì)傳輸零點(diǎn)。一對(duì)輸入輸出“T”形饋線21，位于微帶介質(zhì)基板22上方，由相互垂直的端口連接饋線211和耦合饋線212級(jí)聯(lián)而成。端口連接饋線211寬度w = 2. 7mm，用于端口匹配和焊接；耦合饋線212與方環(huán)M平行，長(zhǎng)度L3 = 7mm,寬度W3 = 2. 2mm,該耦合饋線伸入方環(huán)14 內(nèi)部，耦合饋線內(nèi)側(cè)與方環(huán)外側(cè)的相對(duì)距離d = 1. 6mm，從而得到較強(qiáng)的外部耦合。本發(fā)明由于兩條輸入輸出“T”形饋線21之間距離較近，具有較強(qiáng)的源和負(fù)載耦合，左邊傳輸零點(diǎn)移到通帶右側(cè)，實(shí)現(xiàn)了非對(duì)稱的濾波器頻率響應(yīng)，如圖9所示，圖9中I S21為濾波器的傳輸特性曲線，IS11I為濾波器1端口的反射特性曲線。由圖9可知，該濾波器具有非對(duì)稱的帶通頻率響應(yīng)，中心頻率為3. 5GHz，相對(duì)帶寬7. 7 %，通帶左側(cè)無傳輸零點(diǎn)， 在通帶右側(cè)3. 95GHz和4. 60GHz處出現(xiàn)兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而在阻帶高端具有較高的帶外抑制特性。實(shí)施例4參照?qǐng)D2和圖5，本實(shí)施例除以下特征外其他特征同實(shí)施例3 方環(huán)M的邊長(zhǎng)L1 = 8mm，等于四分之一的波導(dǎo)波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率A =c/(4A Xv^)=4.9GHz，ε e為該縫隙微帶線的有效介電常數(shù)，方環(huán)M的寬度W1 = 0. 2mm，三角形階梯阻抗枝節(jié)25由長(zhǎng)度L2 = 1mm、 寬度W2 = 0. 2mm的條形枝節(jié)和底邊長(zhǎng)L6 = 4mm、高度h6 = 4mm的三角形貼片級(jí)聯(lián)而成，微擾貼片27邊長(zhǎng)p = 0. 5mm,參考貼片邊長(zhǎng)r = 0. 9mm,端口連接饋線211寬度w = 0. 8mm，耦合饋線212長(zhǎng)度L3 = 7mm,寬度w3 = 1mm，耦合饋線內(nèi)側(cè)與方環(huán)外側(cè)的相對(duì)距離d = 0. 8mm。本發(fā)明由于兩條輸入輸出“Τ”形饋線21之間距離較遠(yuǎn)，源和負(fù)載耦合很弱，在通帶兩側(cè)各存在一個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱的濾波器頻率響應(yīng)，如圖10所示，圖10中Is21I為濾波器的傳輸特性曲線，Is11I為濾波器ι端口的反射特性曲線。由圖 ο可知，該濾波器具有對(duì)稱的帶通頻率響應(yīng)，中心頻率為3. 3GHz，相對(duì)帶寬為5. 8%，通帶左側(cè)2. 90GHz和通帶右側(cè)3. 84GHz位置處各出現(xiàn)一個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而在阻帶兩側(cè)具有平衡的帶外抑制特性。實(shí)施例5參照?qǐng)D3和圖6，本發(fā)明主要由一對(duì)輸入輸出“T”形饋線31、微帶介質(zhì)基板32和 DGS方環(huán)諧振器38組成。其中微帶介質(zhì)基板32，采用介電常數(shù)為9. 6，板厚為0. 8mm的雙面覆銅介質(zhì)基板。DGS方環(huán)諧振器38，刻蝕在微帶介質(zhì)基板32下方的金屬接地板33上，由方環(huán)34、 四個(gè)扇形階梯阻抗枝節(jié)35和四個(gè)扇形貼片36組成。方環(huán)34的邊長(zhǎng)L1 = 13mm，等于四分之一的波導(dǎo)波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的諧振頻率/。=c/(4A Xv^)=3.3GHz，ε e為該縫隙微帶線的有效介電常數(shù)，方環(huán)34的寬度W1 = 0. 5mm ；四個(gè)扇形階梯阻抗枝節(jié)35刻蝕在方環(huán)34的四條邊中部，由長(zhǎng)度L2 = 3mm、寬度W2 = 0. 2mm的條形枝節(jié)和直徑(I1 = 2mm的扇形貼片級(jí)聯(lián)而成，用于降低諧振頻率和抑制諧波；四個(gè)扇形貼片36刻蝕在方環(huán)34的四個(gè)角內(nèi)，且距離輸入輸出 “T”形饋線31最遠(yuǎn)處的扇形貼片作為微擾貼片37，邊長(zhǎng)ρ = 1. 6mm,其余三個(gè)扇形貼片作為參考貼片，邊長(zhǎng)r= 1.4mm。通過這兩種貼片的不同尺寸，實(shí)現(xiàn)兩種簡(jiǎn)并模式的分裂和耦合，并產(chǎn)生一對(duì)傳輸零點(diǎn)。一對(duì)輸入輸出“T”形饋線31，位于微帶介質(zhì)基板32上方，由相互垂直的端口連接饋線311和耦合饋線312級(jí)聯(lián)而成。端口連接饋線311寬度w = 2. 7mm，用于端口匹配和焊接；耦合饋線312與方環(huán)34平行，長(zhǎng)度L3 = 9mm,寬度W3 = 2. 2mm,該耦合饋線伸入方環(huán)34 內(nèi)部，耦合饋線內(nèi)側(cè)與方環(huán)外側(cè)的相對(duì)距離d = 1. 6mm，從而得到較強(qiáng)的外部耦合。本發(fā)明由于兩條輸入輸出“T”形饋線31之間距離較近，具有較強(qiáng)的源和負(fù)載耦合，左邊傳輸零點(diǎn)移到通帶右側(cè)，實(shí)現(xiàn)了非對(duì)稱的濾波器頻率響應(yīng)，如圖11所示，圖11中
S21I為濾波器的傳輸特性曲線，Is11I為濾波器ι端口的反射特性曲線。由圖11可知，該濾波器具有非對(duì)稱的帶通頻率響應(yīng)，中心頻率為2. 48GHz，相對(duì)帶寬為4. 8%，通帶左側(cè)無傳輸零點(diǎn)，在通帶右側(cè)2. 83GHz和2. 90GHz處出現(xiàn)兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而在阻帶高端具有較高的帶外抑制特性。
實(shí)施例6參照?qǐng)D3和圖6，本實(shí)施例除以下特征外其他特征同實(shí)施例5 方環(huán)34的寬度W1 = 0. 2mm，微擾貼片37邊長(zhǎng)ρ = 0. 5mm，參考貼片邊長(zhǎng)r = 1. 5mm，端口連接饋線311寬度w = 0. 8mm，耦合饋線312長(zhǎng)度L3 = 9mm,寬度w3 = 1mm，耦合饋線內(nèi)側(cè)與方環(huán)外側(cè)的相對(duì)距離d =Imm0本發(fā)明由于兩條輸入輸出“T”形饋線31之間距離較遠(yuǎn)，源和負(fù)載耦合很弱，在通帶兩側(cè)各存在一個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱的濾波器頻率響應(yīng)，如圖12所示，圖12中|S21|為濾波器的傳輸特性曲線，IS11I為濾波器1端口的反射特性曲線。由圖12可知，該濾波器具有對(duì)稱的帶通頻率響應(yīng)，中心頻率為2. 35GHz，相對(duì)帶寬為9. 8%，通帶左側(cè)1. 90GHz和通帶右側(cè)2. 96GHz位置處各出現(xiàn)一個(gè)傳輸零點(diǎn)，從而在阻帶兩側(cè)具有平衡的帶外抑制特性。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，包括一對(duì)輸入輸出“T”形饋線 (11)，微帶介質(zhì)基板(1 和方環(huán)雙模諧振器(18)，其特征在于，在微帶介質(zhì)基板(1 下方的金屬接地板(1 上刻蝕有方環(huán)(14)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)方形階梯阻抗枝節(jié)(15)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)方形貼片(16)，形成方形貼片加載的DGS方環(huán)雙模諧振器(18)；—對(duì)輸入輸出“T”形饋線(11)相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板(12)上方，平行伸入到所述DGS方環(huán)雙模諧振器(18)的內(nèi)部進(jìn)行饋電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，方環(huán)(14)的周長(zhǎng) 4A =/Ig= c/α ，其中，λ g為介質(zhì)波導(dǎo)波長(zhǎng)，c為真空中的光速，為該縫隙微帶線的有效介電常數(shù)，fQ為方環(huán)諧振頻率，L1為方環(huán)的邊長(zhǎng)；方環(huán)(14)的寬度W1滿足0. 2讓-1^/10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，方形階梯阻抗枝節(jié)(15) 由寬度為W2、長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的條形枝節(jié)和寬度為W5、長(zhǎng)度為L(zhǎng)5的方形貼片級(jí)聯(lián)組成，總長(zhǎng)度L2+L5 滿足 0 < (L2+L5) < (L1Z^-W1-W5)；寬度滿足 0 < w2 < W5 < ^/3 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，四個(gè)方形貼片(16)大小不同，且距離輸入輸出“T”形饋線最遠(yuǎn)處的方形貼片是邊長(zhǎng)為ρ的微擾貼片(17)，其余三個(gè)是邊長(zhǎng)為 r 的參考貼片，滿足 0 < r < (L1^-W1-W5)jO < ρ < (L1Z^-W1-W5)，ρ 乒 r。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，一對(duì)輸入輸出“T”形饋線由兩條垂直的微帶線構(gòu)成，一條是端口連接饋線，寬度為W5(i￡2-6Wi ；另一條是與方環(huán)平行的耦合饋線，長(zhǎng)度L3滿足6Wl < L3 < L1，寬度W3滿足0 < W3 < 5Wl，其中W5tli2為50歐姆微帶線寬度，《工為方環(huán)的寬度。
6.一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，包括一對(duì)輸入輸出“T”形饋線 (21)，微帶介質(zhì)基板0 和方環(huán)雙模諧振器( )，其特征在于，在微帶介質(zhì)基板0 下方的金屬接地板上刻蝕有方環(huán)(M)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)三角形階梯阻抗枝節(jié)(25)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)三角形貼片( )，形成三角形貼片加載的DGS方環(huán)雙模諧振器08)；—對(duì)輸入輸出“T”形饋線相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板0 上方， 平行伸入到所述DGS方環(huán)雙模諧振器08)的內(nèi)部進(jìn)行饋電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，三角形階梯阻抗枝節(jié) (25)由一個(gè)寬度為W2、長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的條形枝節(jié)和底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)6、高度為h6的三角形貼片級(jí)聯(lián)而成，總長(zhǎng)度 L2+h6 滿足 O < (L2+h6) < (L1A-W1-L6)，寬度滿足 O < w2 < L6 < IV2，其中 L1 為方環(huán)的邊長(zhǎng)，W1為方環(huán)的寬度；四個(gè)三角形貼片06)大小不同，且距離輸入輸出“T”形饋線最遠(yuǎn)處的方形貼片是邊長(zhǎng)為P的微擾貼片(17)，其余三個(gè)是邊長(zhǎng)為r的參考貼片，滿足O < r < (L1A-WfL6)，O < ρ < (“/21「“)，ρ 乒 r。
8.一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，包括一對(duì)輸入輸出“T”形饋線 (31)，微帶介質(zhì)基板(3 和方環(huán)雙模諧振器(38)，其特征在于，在微帶介質(zhì)基板(3 下方的金屬接地板(3 上刻蝕有方環(huán)(34)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)扇形階梯阻抗枝節(jié)(35)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)扇形貼片(36)，形成扇形貼片加載的DGS方環(huán)雙模諧振器(38)；—對(duì)輸入輸出“T”形饋線(31)相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板(32)上方，平行伸入到所述DGS方環(huán)雙模諧振器(38)的內(nèi)部進(jìn)行饋電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微帶雙模帶通濾波器，其特征在于，扇形階梯阻抗枝節(jié)(35)由一個(gè)寬度為、長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的條形枝節(jié)和一個(gè)直徑為Cl1的扇形貼片級(jí)聯(lián)而成，總長(zhǎng)度 “+V2 滿足 0 < (L2+V2) < (L1/2-w1-d1)，寬度滿足 0 < w2 < Cl1 < IV2，其中 L1 為方環(huán)的邊長(zhǎng)，W1為方環(huán)的寬度；四個(gè)扇形貼片(36)大小不同，且距離輸入輸出“T”形饋線最遠(yuǎn)處的方形貼片是邊長(zhǎng)為P的微擾貼片(17)，其余三個(gè)是邊長(zhǎng)為r的參考貼片，滿足0 < r < (L1Z^-W1-Cl1)，0 < ρ < (L1/2-w1-d1)，ρ 乒 r。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于DGS方環(huán)諧振器的微帶雙模帶通濾波器，主要解決傳統(tǒng)微帶雙模濾波器帶寬較窄、傳輸零點(diǎn)不易控制的問題。該濾波器包括一對(duì)輸入輸出“T”形饋線(11)，微帶介質(zhì)基板(12)和方環(huán)雙模諧振器(18)。微帶介質(zhì)基板(12)下方的金屬接地板(13)上刻蝕有方環(huán)(14)，該方環(huán)的四條邊中部各刻蝕一個(gè)階梯阻抗枝節(jié)(15)，方環(huán)的四個(gè)角內(nèi)各刻蝕一個(gè)貼片(16)，形成DGS方環(huán)雙模諧振器(18)。一對(duì)輸入輸出“T”形饋線(11)相互垂直放置在微帶介質(zhì)基板上方，平行伸入到諧振器內(nèi)部進(jìn)行饋電。本發(fā)明能增強(qiáng)外部耦合，擴(kuò)展帶寬，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱或不對(duì)稱的高抑制帶通濾波器頻率響應(yīng)，可用于無線通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01P1/212GK102394328SQ20111020241
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者付森, 吳邊, 張永亮, 梁昌洪, 蘇濤 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)